Men-deploy aplikasi ASP.NET Core ke Google Kubernetes Engine dengan Istio (Bagian 1)

1. Ringkasan

ASP.NET Core adalah framework open source dan lintas platform untuk membangun aplikasi modern berbasis cloud dan terhubung internet menggunakan bahasa pemrograman C#.

Kubernetes adalah sistem open source untuk mengotomatiskan deployment, penskalaan, dan pengelolaan aplikasi dalam container. Istio adalah framework terbuka untuk menghubungkan, mengamankan, mengelola, dan memantau layanan.

Di bagian pertama lab ini, Anda akan men-deploy aplikasi ASP.NET Core sederhana ke Kubernetes yang berjalan di Google Kubernetes Engine (GKE) dan mengonfigurasinya agar dikelola oleh Istio.

Di bagian kedua lab ini, Anda akan mempelajari lebih lanjut fitur Istio seperti metrik, pelacakan, pengelolaan traffic dinamis, injeksi kesalahan, dan lain-lain.

Yang akan Anda pelajari

• Cara membuat dan mengemas aplikasi ASP.NET Core sederhana dalam container Docker.
• Cara membuat cluster Kubernetes dengan Google Kubernetes Engine (GKE).
• Cara menginstal Istio di cluster Kubernetes di GKE.
• Cara men-deploy aplikasi ASP.NET Core dan mengonfigurasi traffic-nya agar dikelola oleh Istio.

Yang Anda butuhkan

• Browser, seperti Chrome atau Firefox

Bagaimana Anda akan menggunakan tutorial ini?

Hanya membacanya Membacanya dan menyelesaikan latihan

Bagaimana penilaian Anda terhadap pengalaman dengan Google Cloud Platform?

Pemula Menengah Mahir

2. Penyiapan dan persyaratan

Penyiapan lingkungan mandiri

1. Login ke Cloud Console lalu buat project baru atau gunakan kembali project yang sudah ada. Jika belum memiliki akun Gmail atau Google Workspace, Anda harus membuatnya.

Catatan: Anda dapat mengakses Cloud Console dengan mudah dengan mengingat URL-nya, yaitu console.cloud.google.com.

Ingat project ID, nama unik di semua project Google Cloud (maaf, nama di atas telah digunakan dan tidak akan berfungsi untuk Anda!) Project ID tersebut selanjutnya akan dirujuk di codelab ini sebagai PROJECT_ID.

Catatan: Jika menggunakan akun Gmail, Anda dapat menyetel lokasi default ke Tidak ada organisasi. Jika Anda menggunakan akun Google Workspace, pilih lokasi yang sesuai untuk organisasi Anda.

2. Selanjutnya, Anda harus mengaktifkan penagihan di Cloud Console untuk menggunakan resource Google Cloud.

Menjalankan operasi dalam codelab ini seharusnya tidak memerlukan banyak biaya, bahkan mungkin tidak sama sekali. Pastikan untuk mengikuti petunjuk yang ada di bagian "Membersihkan" yang memberi tahu Anda cara menonaktifkan resource sehingga tidak menimbulkan penagihan di luar tutorial ini. Pengguna baru Google Cloud memenuhi syarat untuk mengikuti program Uji Coba Gratis senilai$300 USD.

Mulai Cloud Shell

Meskipun Google Cloud dapat dioperasikan secara jarak jauh dari laptop Anda, dalam codelab ini Anda akan menggunakan Google Cloud Shell, yakni lingkungan command line yang berjalan di Google Cloud.

Mengaktifkan Cloud Shell

1. Dari Cloud Console, klik Aktifkan Cloud Shell .

Jika belum pernah memulai Cloud Shell, Anda akan melihat layar perantara (di paruh bawah) yang menjelaskan apa itu Cloud Shell. Jika demikian, klik Lanjutkan (dan Anda tidak akan pernah melihatnya lagi). Berikut tampilan layar sekali-tampil tersebut:

Perlu waktu beberapa saat untuk penyediaan dan terhubung ke Cloud Shell.

Mesin virtual ini dimuat dengan semua alat pengembangan yang Anda butuhkan. Layanan ini menawarkan direktori beranda tetap sebesar 5 GB dan beroperasi di Google Cloud, sehingga sangat meningkatkan performa dan autentikasi jaringan. Sebagian besar pekerjaan Anda dalam codelab ini dapat dilakukan hanya dengan browser atau Chromebook.

Setelah terhubung ke Cloud Shell, Anda akan melihat bahwa Anda sudah diautentikasi dan project sudah ditetapkan ke project ID Anda.

2. Jalankan perintah berikut di Cloud Shell untuk mengonfirmasi bahwa Anda telah diautentikasi:

gcloud auth list

Output perintah

 Credentialed Accounts
ACTIVE  ACCOUNT
*       <my_account>@<my_domain.com>

To set the active account, run:
    $ gcloud config set account `ACCOUNT`

Catatan: Alat command-line gcloud adalah alat command-line yang canggih dan terpadu di Google Cloud. Alat ini sudah diinstal lebih dulu di Cloud Shell. Anda akan melihat dukungannya untuk penyelesaian tab. Untuk mengetahui informasi selengkapnya, baca ringkasan alat command line gcloud.

3. Jalankan perintah berikut di Cloud Shell untuk mengonfirmasi bahwa perintah gcloud mengetahui project Anda:

gcloud config list project

Output perintah

[core]
project = <PROJECT_ID>

Jika tidak, Anda dapat menyetelnya dengan perintah ini:

gcloud config set project <PROJECT_ID>

Output perintah

Updated property [core/project].

3. Membuat aplikasi ASP.NET Core di Cloud Shell

Pada prompt Cloud Shell, Anda dapat memastikan bahwa alat command line dotnet sudah terinstal dengan memeriksa versinya. Perintah ini akan mencetak versi alat command line dotnet yang terinstal:

dotnet --version

Selanjutnya, buat aplikasi web ASP.NET Core skeleton baru.

dotnet new mvc -o HelloWorldAspNetCore

Perintah ini akan membuat project dan memulihkan dependensinya. Anda seharusnya melihat pesan yang mirip seperti di bawah ini.

Restore completed in 11.44 sec for HelloWorldAspNetCore.csproj.

Restore succeeded.

4. Menjalankan aplikasi ASP.NET Core

Aplikasi hampir siap untuk dijalankan. Buka folder aplikasi.

cd HelloWorldAspNetCore

Terakhir, jalankan aplikasi.

dotnet run --urls=http://localhost:8080

Aplikasi mulai memproses di port 8080.

Hosting environment: Production
Content root path: /home/atameldev/HelloWorldAspNetCore
Now listening on: http://[::]:8080
Application started. Press Ctrl+C to shut down.

Untuk memastikan aplikasi sudah berjalan, klik tombol pratinjau web di kanan atas, lalu pilih 'Preview on port 8080'.

Anda akan melihat halaman web ASP.NET Core default:

Setelah Anda memverifikasi bahwa aplikasi berjalan, tekan Ctrl+C untuk mematikan aplikasi.

5. Mengemas aplikasi ASP.NET Core dalam container Docker

Selanjutnya, siapkan aplikasi Anda untuk dijalankan sebagai container. Langkah pertama adalah menentukan penampung dan kontennya.

Di direktori dasar aplikasi, buat Dockerfile untuk menentukan image Docker.

touch Dockerfile

Tambahkan kode berikut ke Dockerfile menggunakan editor favorit Anda (vim, nano,emacs atau editor kode Cloud Shell).

# Use Microsoft's official build .NET image.
# https://hub.docker.com/_/microsoft-dotnet-core-sdk/
FROM mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:5.0-alpine AS build
WORKDIR /app

# Install production dependencies.
# Copy csproj and restore as distinct layers.
COPY *.csproj ./
RUN dotnet restore

# Copy local code to the container image.
COPY . ./
WORKDIR /app

# Build a release artifact.
RUN dotnet publish -c Release -o out

# Use Microsoft's official runtime .NET image.
# https://hub.docker.com/_/microsoft-dotnet-core-aspnet/
FROM mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:5.0-alpine AS runtime
WORKDIR /app
COPY --from=build /app/out ./

# Make sure the app binds to port 8080
ENV ASPNETCORE_URLS http://*:8080

# Run the web service on container startup.
ENTRYPOINT ["dotnet", "HelloWorldAspNetCore.dll"]

Salah satu konfigurasi penting yang disertakan dalam Dockerfile Anda adalah port tempat aplikasi memproses traffic masuk (8080). Hal ini dilakukan dengan menyetel variabel lingkungan ASPNETCORE_URLS, yang digunakan aplikasi ASP.NET Core untuk menentukan port yang akan dipantau.

Simpan Dockerfile ini. Sekarang, mari kita bangun image:

docker build -t gcr.io/${GOOGLE_CLOUD_PROJECT}/hello-dotnet:v1 .

Setelah selesai (perlu waktu untuk mendownload dan mengekstrak semuanya), Anda dapat melihat bahwa image dibuat dan disimpan secara lokal:

docker images

REPOSITORY                             TAG   
gcr.io/yourproject-XXXX/hello-dotnet   v1            

Uji image secara lokal dengan perintah berikut yang akan menjalankan container Docker secara lokal di port 8080 dari image container yang baru dibuat:

docker run -p 8080:8080 gcr.io/${GOOGLE_CLOUD_PROJECT}/hello-dotnet:v1

Sekali lagi, manfaatkan fitur pratinjau Web CloudShell :

Anda akan melihat halaman web ASP.NET Core default di tab baru.

Setelah memastikan bahwa aplikasi berjalan dengan baik secara lokal di container Docker, Anda dapat menghentikan container yang sedang berjalan dengan Ctrl-> C.

Setelah image berfungsi sebagaimana mestinya, Anda dapat mengirimkannya ke Google Container Registry, yakni repositori pribadi untuk image Docker yang dapat diakses dari setiap project Google Cloud (tetapi juga dari luar Google Cloud Platform) :

docker push gcr.io/${GOOGLE_CLOUD_PROJECT}/hello-dotnet:v1

Jika semuanya berjalan lancar dan setelah beberapa saat, Anda akan dapat melihat image container yang tercantum di bagian Container Registry. Pada tahap ini, Anda sekarang memiliki image Docker di seluruh project yang dapat diakses dan diorkestrasi oleh Kubernetes seperti yang akan Anda lihat dalam beberapa menit.

Perlu diperhatikan bahwa meskipun di sini kita menggunakan domain generik untuk registry (gcr.io), Anda juga dapat lebih spesifik dalam memilih zona dan bucket yang akan digunakan. Detailnya didokumentasikan di sini: https://cloud.google.com/container-registry/docs/#pushing_to_the_registry

Jika ingin tahu, Anda dapat membuka image container yang tersimpan di Google Cloud Storage dengan mengikuti link ini: https://console.cloud.google.com/storage/browser/ (link lengkap yang dihasilkan seharusnya dalam bentuk ini: https://console.cloud.google.com/project/PROJECT_ID/storage/browser/).

6. Membuat cluster Kubernetes/GKE dengan Istio

Pertama, pastikan Anda telah mengaktifkan Kubernetes Engine API:

gcloud services enable container.googleapis.com

Membuat cluster Kubernetes. Anda dapat mengubah region ke suatu tempat yang dekat dengan Anda, jika mau:

gcloud container clusters create hello-istio \
  --cluster-version=latest \
  --machine-type=n1-standard-2 \
  --num-nodes=4 \
  --region europe-west1

Tunggu beberapa saat selagi cluster disiapkan. Token tersebut akan terlihat di bagian Kubernetes Engine pada Google Cloud Platform Console.

Untuk codelab ini, kita akan mendownload dan menginstal Istio dari istio.io. Ada opsi penginstalan lainnya, termasuk add-on Istio untuk GKE dan Anthos Service Mesh. Langkah-langkah penerapan setelah yang ini akan berfungsi pada penginstalan Istio apa pun.

Mari kita download klien dan sampel Istio terlebih dahulu. Halaman rilis Istio menawarkan artefak download untuk beberapa OS. Dalam kasus ini, kita dapat menggunakan perintah yang mudah digunakan untuk mendownload dan mengekstrak rilis terbaru untuk platform kita saat ini:

curl -L https://istio.io/downloadIstio | sh -

Skrip akan memberi tahu Anda versi Istio yang telah didownload:

Istio has been successfully downloaded into the istio-1.8.1 folder on your system.

Direktori penginstalan berisi aplikasi contoh dan biner klien istioctl. Ubah ke direktori tersebut:

cd istio-1.8.1

Salin dan tempel perintah yang disediakan untuk menambahkan direktori bin ke PATH Anda sehingga Anda dapat menggunakan istioctl:

export PATH="$PATH:/home/<YOURHOMEID>/istio-1.8.1/bin"

Pastikan bahwa istioctl tersedia dengan memeriksa apakah cluster Anda sudah siap untuk Istio:

istioctl x precheck

Anda akan melihat pesan yang menyatakan Install Pre-Check passed! The cluster is ready for Istio installation.

Instal Istio dengan profil demo:

istioctl install --set profile=demo

Istio kini telah terinstal di cluster Anda.

Injeksi file bantuan otomatis

Untuk mulai menggunakan Istio, Anda tidak perlu melakukan perubahan apa pun pada aplikasi. Saat Anda mengonfigurasi dan menjalankan layanan, file bantuan Envoy akan otomatis dimasukkan ke dalam setiap pod untuk layanan tersebut.

Agar dapat berfungsi, Anda harus mengaktifkan injeksi file bantuan untuk namespace ('default') yang digunakan untuk microservice. Anda melakukannya dengan menerapkan label:

kubectl label namespace default istio-injection=enabled

Untuk memverifikasi bahwa label berhasil diterapkan, jalankan perintah berikut:

kubectl get namespace -L istio-injection

Outputnya mengonfirmasi bahwa injeksi file bantuan diaktifkan untuk namespace default:

NAME              STATUS   AGE    ISTIO-INJECTION
default           Active   3m     enabled
istio-system      Active   63s    disabled
...

7. Memverifikasi penginstalan

Istio dilengkapi dengan tiga layanan: bidang kontrol istiod, serta gateway masuk dan keluar (yang dapat Anda anggap sebagai "proxy file bantuan untuk internet yang lain") , yang bernama istio-ingressgateway dan istio-egressgateway masing-masing.

kubectl get svc -n istio-system

Output Anda akan terlihat seperti ini:

NAME                   TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP                                                                     AGE
istio-egressgateway    ClusterIP      10.55.252.182   <none>
istio-ingressgateway   LoadBalancer   10.55.250.185   35.233.118.42
istiod                 ClusterIP      10.55.253.217   <none>

Gateway Ingress memiliki jenis LoadBalancer sehingga dapat diakses dari Internet; yang lain hanya perlu dapat diakses dari dalam cluster.

Selanjutnya, pastikan pod Kubernetes yang sesuai telah di-deploy dan semua container aktif dan berjalan:

kubectl get pods -n istio-system

Ketika semua pod berjalan, Anda dapat melanjutkan.

NAME                                    READY   STATUS
istio-egressgateway-674988f895-m6tk4    1/1     Running
istio-ingressgateway-6996f7dcc8-7lvm2   1/1     Running
istiod-6bf5fc8b64-j79hj                 1/1     Running

• istiod: Bidang kontrol Istio. Menangani konfigurasi dan pemrograman file bantuan proxy, penemuan layanan, distribusi sertifikat, dan injeksi file bantuan
• ingress gateway: Menangani permintaan masuk dari luar cluster Anda.
• egress gateway: Menangani permintaan keluar ke endpoint di luar cluster.

8. Men-deploy aplikasi

Sekarang, setelah Anda memverifikasi bahwa Istio telah diinstal dan berjalan, Anda dapat men-deploy aplikasi ASP.NET Core.

Deployment dan Layanan

Pertama, buat file aspnetcore.yaml menggunakan editor favorit Anda (vim, nano,emacs atau editor kode Cloud Shell) dan tentukan Deployment dan Service Kubernetes untuk aplikasi:

Pastikan Anda mengganti YOUR-PROJECT-ID dengan ID project Anda

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: aspnetcore-service
  labels:
    app: aspnetcore
spec:
  ports:
  - port: 8080
    name: http
  selector:
    app: aspnetcore
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: aspnetcore-v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: aspnetcore
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: aspnetcore
        version: v1
    spec:
      containers:
      - name: aspnetcore
        image: gcr.io/YOUR-PROJECT-ID/hello-dotnet:v1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 8080

Konten file adalah Deployment dan Layanan standar untuk men-deploy aplikasi dan tidak berisi apa pun yang khusus untuk Istio.

Deploy layanan ke namespace default dengan kubectl:

kubectl apply -f aspnetcore.yaml

service "aspnetcore-service" created
deployment.extensions "aspnetcore-v1" created

Pastikan bahwa pod sedang berjalan:

kubectl get pods

NAME                          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
aspnetcore-v1-6cf64748-mddb   2/2       Running   0          34s

Apakah Anda memperhatikan bahwa setiap pod mencakup dua container? Keduanya adalah penampung aplikasi dan penampung file bantuan proxy Istio. Proxy dimasukkan secara otomatis saat pod dimulai.

Gateway dan VirtualService

Agar traffic masuk dapat menjangkau mesh, Anda perlu membuat Gateway dan VirtualService.

Gateway mengonfigurasi load balancer untuk traffic HTTP/TCP, yang paling sering beroperasi di tepi mesh guna mengaktifkan traffic masuk untuk aplikasi. VirtualService mendefinisikan aturan yang mengontrol bagaimana permintaan untuk layanan dirutekan dalam mesh layanan Istio.

Buat file aspnetcore-gateway.yaml untuk menentukan Gateway:

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
  name: aspnetcore-gateway
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway # use istio default controller
  servers:
  - port:
      number: 80
      name: http
      protocol: HTTP
    hosts:
    - "*"

Buat file aspnetcore-virtualservice.yaml untuk menentukan VirtualService:

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: aspnetcore-virtualservice
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - aspnetcore-gateway
  http:
  - route:
    - destination:
        host: aspnetcore-service

Jalankan perintah kubectl untuk men-deploy Gateway dengan:

kubectl apply -f aspnetcore-gateway.yaml

Perintah tersebut menghasilkan output berikut:

gateway.networking.istio.io "aspnetcore-gateway" created

Selanjutnya, jalankan perintah berikut untuk men-deploy VirtualService:

kubectl apply -f aspnetcore-virtualservice.yaml

Perintah tersebut menghasilkan output berikut:

virtualservice.networking.istio.io "aspnetcore-virtualservice" created

Pastikan semuanya berjalan dengan baik:

kubectl get gateway

NAME                      AGE
aspnetcore-gateway   28s

kubectl get virtualservice

NAME                             AGE
aspnetcore-virtualservice   33s

Selamat! Anda baru saja men-deploy aplikasi yang mendukung Istio. Selanjutnya, Anda melihat aplikasi yang digunakan.

9. Uji aplikasi.

Anda akhirnya dapat melihat cara kerja aplikasi. Anda perlu mendapatkan IP eksternal dan port gateway. ID ini tercantum di bawah EXTERNAL-IP:

kubectl get svc istio-ingressgateway -n istio-system

Ekspor IP eksternal dan port ke variabel GATEWAY_URL:

export INGRESS_HOST=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')

export INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="http2")].port}')

export GATEWAY_URL=$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT

Gunakan curl untuk menguji aplikasi. Layanan akan merespons dengan kode respons 200:

curl -o /dev/null -s -w "%{http_code}\n" http://${GATEWAY_URL}/

Atau, Anda dapat membuka browser, membuka http://<gatewayurl> untuk melihat aplikasi:

10. Selamat!

Anda baru saja men-deploy aplikasi ASP.NET Core sederhana ke Kubernetes yang berjalan di Google Kubernetes Engine (GKE) dan mengonfigurasinya agar dikelola oleh Istio.

Anda mungkin bertanya-tanya "Apa manfaat Istio?". Pertanyaan yang bagus. Sejauh ini, tidak ada keuntungan dari Istio mengelola aplikasi ini. Di bagian kedua lab ini, kita akan mempelajari lebih lanjut fitur Istio, seperti metrik, tracing, pengelolaan traffic dinamis, visualisasi layanan, dan injeksi kesalahan.

Langkah Berikutnya

• Deploy aplikasi ASP.NET Core ke GKE dengan Istio (Bagian 2).
• Pelajari Istio lebih lanjut.
• Pelajari Kubernetes lebih lanjut.
• Pelajari Google Kubernetes Engine lebih lanjut.
• Pelajari .NET di Google Cloud Platform lebih lanjut.

Lisensi

Karya ini dilisensikan berdasarkan Lisensi Umum Creative Commons Attribution 2.0.

11. Pembersihan

Jika Anda tidak melanjutkan ke bagian kedua lab ini, Anda dapat menghapus aplikasi dan meng-uninstal Istio, atau cukup menghapus cluster Kubernetes.

Menghapus aplikasi

Untuk menghapus aplikasi:

kubectl delete -f aspnetcore-gateway.yaml
Kubectl delete -f aspnetcore-virtualservice.yaml
kubectl delete -f aspnetcore.yaml

Untuk mengonfirmasi bahwa aplikasi telah hilang:

kubectl get gateway 
kubectl get virtualservices 
kubectl get pods

Meng-uninstal Istio

Untuk menghapus Istio:

kubectl delete -f install/kubernetes/istio-demo-auth.yaml

Untuk mengonfirmasi bahwa Istio sudah tidak ada:

kubectl get pods -n istio-system

Menghapus cluster Kubernetes

gcloud container clusters delete hello-istio